羅長發(fā)，張才偉，張鑫，董林偉，宋永光

（云南建投安裝股份有限公司，云南 昆明 650033）

變電運行工作可以保證電力系統(tǒng)在輸送電能時的穩(wěn)定性，而各電氣設(shè)備在變電運行中的作用也極其重要。若電氣設(shè)備在電力運行中存在異常，必然會導(dǎo)致變電工作失穩(wěn)或會造成嚴(yán)重事故。為避免上述情況，工作人員要通過監(jiān)控系統(tǒng)，確認(rèn)目前系統(tǒng)內(nèi)各電氣設(shè)備的實時運行參數(shù)，在獲取其運行數(shù)據(jù)后，第一時間對其運行狀況進(jìn)行分析與診斷。

1 變電運行監(jiān)控現(xiàn)狀

近年來，我國信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有目共睹，自動控制技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也逐漸普及。自動化智能化技術(shù)的高速發(fā)展，改變了我國供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)供電水平及電氣設(shè)備運行效果。當(dāng)今，將各類電氣設(shè)備與電氣系統(tǒng)應(yīng)用到變電站的變電運行中，可以改善變電站的運行性能，還可以有效降低變電站工作中的人工作業(yè)量，降低工作人員的工作壓力，節(jié)約人力成本。在此基礎(chǔ)上，加入智能化技術(shù)及現(xiàn)代科技，不僅能夠進(jìn)一步提高變電運行中電氣設(shè)備的運行效率，還可以取代大量的傳統(tǒng)人工作業(yè)，不僅可以有效提高工作效率，還能夠減少人工作業(yè)難以規(guī)避的失誤率以及變電系統(tǒng)的運行風(fēng)險。

但與此同時，各類電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致當(dāng)前我國變電運行過程中對電氣設(shè)備運行性能的依賴性極高。一旦電氣設(shè)備在運行過程中，出現(xiàn)故障或參數(shù)異常，便會影響變電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，最終造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。此時，必須由專業(yè)維修及管理人員分析變電站內(nèi)部存在故障的電氣設(shè)備，并及時確定故障成因進(jìn)行檢修，確保系統(tǒng)在最短時間內(nèi)恢復(fù)正常運行。但實際上，變電運行收集到大量的電氣設(shè)備，整體的檢修流程極為復(fù)雜，即便是具有豐富維修經(jīng)驗的維修人員，也未必可以在看到或察覺系統(tǒng)運轉(zhuǎn)異常時，第一時間便確定故障。而此時，工作人員要設(shè)置適宜的變電運行監(jiān)控系統(tǒng)，用以檢測變電運行過程中各電氣設(shè)備的運行參數(shù)及電力系統(tǒng)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)，確保在各項參數(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，變電運行監(jiān)控系統(tǒng)能夠立即察覺，并及時發(fā)出系統(tǒng)警報，提醒維修人員，為后續(xù)的維修工作提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

2 提升電氣設(shè)備監(jiān)控效果的主要措施

2.1 加強對變壓器的監(jiān)控

變壓器是變電運行過程中的核心電氣設(shè)備。在變電系統(tǒng)運行過程中，變壓器出現(xiàn)故障，必然會引起嚴(yán)重的后果。因此，相關(guān)工作人員要加強對變壓器運行參數(shù)的實時監(jiān)控力度，使用自動化監(jiān)控系統(tǒng)及時查驗變壓器的運行狀況。除基礎(chǔ)的自動化監(jiān)控系統(tǒng)以外，工作人員還可使用輔助性手段，對變壓器的運行情況做出更深層次的分析。此時，工作人員可使用的輔助手段有油色譜分析法、局部放電反應(yīng)以及變壓器絕緣特性試驗三種。

2.1.1 油色譜分析法

油色譜分析法的作用原理，是通過氣相色譜法，檢測溶解油中的溶解氣體組成成分。該方法多用于檢測變壓器是否存在潛伏性放電問題或過熱故障，結(jié)果十分直觀，可以通過具體的檢測結(jié)果評定變壓器的運行狀況，應(yīng)用范圍較廣。

2.1.2 局部放電反應(yīng)

局部放電反應(yīng)主要是用于檢測變壓器是否存在老化問題，保障變壓器運行的穩(wěn)定性與安全性。通常情況下，如果變壓器長期處于強電場下，必然會產(chǎn)生局部放電反應(yīng)，而過于頻繁的局部放電會影響變壓器內(nèi)部的絕緣體，長此以往，必然會導(dǎo)致變壓器運行失穩(wěn)。這種局部放電對絕緣體的負(fù)面影響與局部放電的強度成正比。而在變壓器的日常工作中，內(nèi)部絕緣體會不斷積累這類負(fù)面影響，最終導(dǎo)致變壓器無法使用，或引起嚴(yán)重的安全事故。因此，在監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)時，必須定時、定期使用局部放電反應(yīng)檢測法，檢測變壓器的運行情況。查驗變壓器的絕緣體是否存在老化現(xiàn)象，便于及時更換絕緣裝置，避免因絕緣老化、絕緣失靈等問題發(fā)生安全事故。

2.1.3 變壓器絕緣特性試驗

絕緣特性試驗主要用于檢測變壓器的絕緣等級。在試驗過程中，工作人員需要使用特定的數(shù)據(jù)采集卡，并將采集卡收集的各類信息系數(shù)導(dǎo)入計算機(jī)終端，通過計算機(jī)強大的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)運算能力，計算出當(dāng)前變壓器的絕緣等級。

2.2 斷路器監(jiān)控

工作人員可以通過斷路器的在線監(jiān)控系統(tǒng)，了解當(dāng)前變電系統(tǒng)中斷路器的工作狀態(tài)。在線監(jiān)控系統(tǒng)還可根據(jù)斷路器反饋的數(shù)據(jù)情況，及時定位內(nèi)部缺陷部位，便可有效減少維修人員的作業(yè)量，也能夠避免各類非必要的停電試驗或停運檢修，以節(jié)約人工作業(yè)成本。斷路器的在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括機(jī)械性監(jiān)控以及觸頭電壽命監(jiān)控，具體監(jiān)測內(nèi)容包括斷路器紅外線檢測、振動波形檢測、氣體密度監(jiān)測、開關(guān)次數(shù)監(jiān)測等多個項目，囊括可影響斷路器運行狀態(tài)的諸多要素，滿足日常的監(jiān)控需求。

2.3 配電系統(tǒng)運行監(jiān)控措施

變電站配電系統(tǒng)在運行的過程中，也需使用大量電氣設(shè)備，因此配電系統(tǒng)的運行監(jiān)控工作相對復(fù)雜。在設(shè)計配電系統(tǒng)運行監(jiān)控時，工作人員需要分析變電站配電系統(tǒng)的現(xiàn)實情況，明確配電系統(tǒng)中接入的各個電氣設(shè)備的運行狀態(tài)、運行參數(shù)及相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，并制定科學(xué)合理、全方位且細(xì)致無死角的監(jiān)控策略，提高配電系統(tǒng)運行監(jiān)控的使用價值。

除此以外，還需提高對監(jiān)管人員的要求，確保監(jiān)管人員可通過專業(yè)技能考核，具備較高的職業(yè)素養(yǎng)及專業(yè)能力，可以監(jiān)控配電系統(tǒng)的運行狀況，并在察覺數(shù)據(jù)異常時，對相應(yīng)數(shù)據(jù)做出分析，察覺并處理監(jiān)控異常故障等問題。監(jiān)控人員應(yīng)具備相應(yīng)的工作經(jīng)驗，可基于自身經(jīng)驗及配電系統(tǒng)的情況，在最短時間內(nèi)做出正確判斷，避免故障持續(xù)擴(kuò)大，影響變電運行。在硬件配置方面，要求監(jiān)控室內(nèi)有可以直接將異常狀況上報至管理部門的渠道，保障在發(fā)生異常狀態(tài)時，工作人員可立即知會其他部門尋求幫助，提高各部門間信息共享的及時性。

2.4 跳閘故障防護(hù)

跳閘是變電運行過程中常見的事故之一。一旦遇到跳閘事故，要立即檢查當(dāng)前線路內(nèi)的保護(hù)措施，排查線路中的短路點。隨后，檢查系統(tǒng)內(nèi)的所有開關(guān)及保險情況。若保險損壞，則必須立即更換。我國變電運行過程中常見的跳閘事故大體可分為3 類：（1）因誤觸或開關(guān)誤動；（2）越級跳閘；（3）母線故障。若在工作人員詳細(xì)檢測后發(fā)現(xiàn)，是線路內(nèi)過流保護(hù)引起的跳閘事故，那么基本可以判定是母線故障造成的跳閘。若線路內(nèi)部同時存在過流保護(hù)、相線路保護(hù)，那么本次跳閘事故，可能是因為線路故障引起的?？偠灾?，跳閘事故具有多樣性特征，工作人員必須在事故發(fā)生的第一時間，根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)反饋的各項數(shù)據(jù)資料，基于現(xiàn)場情況做出最正確的判斷。

3 電氣設(shè)備的常用異常診斷方法

3.1 外部檢測方法

在面對電氣設(shè)備的診斷工作時，工作人員要做出全面系統(tǒng)的診斷，不僅要了解電氣設(shè)備當(dāng)前的運行情況運行性能，還需要做好外部檢測工作。工作人員需要判斷該電氣設(shè)備的外觀，從外部確定本次故障或診斷的關(guān)鍵點，優(yōu)先檢測導(dǎo)線及設(shè)備的連接位置是否牢固，隔離開關(guān)多處接觸點是否正常，穿墻套管的支撐鐵板及兩側(cè)接觸點是否存在異常問題。

3.2 同類比較法

變電運行的電氣設(shè)備故障診斷中，同類比較法相對常見，該方法可以與表面溫度法結(jié)合使用，能夠進(jìn)一步提高診斷的準(zhǔn)確性，也能節(jié)約診斷時間。首先，工作人員可以測量電氣設(shè)備內(nèi)置回路中的電流數(shù)值，若當(dāng)前回路內(nèi)的電流數(shù)值滿足設(shè)備運行的恒定數(shù)值，則應(yīng)記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)與升溫值，再等待監(jiān)控系統(tǒng)的后續(xù)數(shù)據(jù)反饋，以新數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行詳細(xì)的分析與診斷，便可確定目前電氣設(shè)備的故障問題。若電氣設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)明顯的異常運行狀況，則需工作人員對比普通狀態(tài)下設(shè)備的運行參數(shù)，以表面的升溫數(shù)值為對比標(biāo)準(zhǔn)，便可得出該設(shè)備的診斷結(jié)論。

3.3 紅外測溫法

紅外測溫法可用于檢測電氣設(shè)備日常的運行狀態(tài)，也是相對常見的診斷技術(shù)。紅外測溫技術(shù)對周邊環(huán)境要求較高，首先，測量環(huán)境溫度必須高于或等于零攝氏度，濕度則需控制在80%以下。若電氣設(shè)備置于室外環(huán)境，則需工作人員根據(jù)現(xiàn)實情況，適當(dāng)調(diào)整診斷時間。若電氣設(shè)備為該變電系統(tǒng)中新增的設(shè)備，則需待設(shè)備達(dá)到預(yù)設(shè)負(fù)荷值后，方可開展診斷與日常檢測工作。隨后，便可根據(jù)高溫條件及其負(fù)荷變動狀況，確定該電氣設(shè)備的運行特征，并制定適宜該設(shè)備的診斷檢測周期。

3.4 表面溫度測定法

顧名思義，表面溫度測定法便是由工作人員直接采集電氣設(shè)備運行時的實際溫度，根據(jù)該設(shè)備的運行溫度，判斷設(shè)備是否存在故障或異常。表面溫度測定法看似簡單，但在實際應(yīng)用時，工作人員必須掌握一定的變電理論基礎(chǔ)，了解變電運行規(guī)則，方能將各電氣設(shè)備運行過程中的溫度參數(shù)熟記于心，并用于設(shè)備故障檢測工作中。

3.5 智能機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用

目前，我國已全面步入信息時代，各類智能技術(shù)在日常生活及工作中的應(yīng)用也越來越頻繁。在變電運行中，部分電氣設(shè)備的故障診斷及檢修工作，也可由各種搭載先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的智能機(jī)器人自動完成。智能機(jī)器人的應(yīng)用，不僅能夠提高故障診斷的準(zhǔn)確率，還能夠縮短工作時間，避免故障診斷過程中，工作人員直接接觸故障設(shè)備中潛在的安全風(fēng)險。智能機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用，在變電運行的電氣設(shè)備故障處理中，依然處于起步階段，可用于檢測變電運行中各電氣設(shè)備的潛在隱患，應(yīng)用前景極佳，未來必將成為變電站未來發(fā)展的主要趨勢。

3.6 歷史分析法

歷史分析法需要工作人員以該電氣設(shè)備此前的運行數(shù)據(jù)及曾出現(xiàn)過的故障記錄等歷史信息，作為主要分析依據(jù)，并將此類數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，在對比分析后，判斷該電氣設(shè)備目前的運行狀態(tài)是否正常。在人工診斷中，歷史分析法的作用效果并不明顯。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，歷史分析法不再需要工作人員對比大量的數(shù)據(jù)、耗費大量的時間，而是可以在計算機(jī)軟件的高效計算后，立即得出相應(yīng)結(jié)論。在全面普及信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的背景下，歷史分析法在該領(lǐng)域的應(yīng)用必然會越來越普及。

4 提升電氣設(shè)備異常診斷效果的相關(guān)措施

4.1 加強事故的診斷

變電運行過程中，電氣設(shè)備異常運行或電氣系統(tǒng)停止供應(yīng)等情況，是每家電力企業(yè)在運行過程中都曾遇到的問題。在故障發(fā)生后的第一時間，企業(yè)必然會指派相應(yīng)的維修人員，根據(jù)當(dāng)前各電氣設(shè)備的運行狀態(tài)、斷路器信號、儀表及保護(hù)裝置的反饋信息，完成故障診斷。大部分情況下，維修人員會找到故障并對癥下藥，確保電力系統(tǒng)可快速恢復(fù)運營。但少部分情況下，也存在維修人員無法確定故障，但卻可以通過簡單的操作，使系統(tǒng)快速恢復(fù)運營。在這種情況下，部分企業(yè)不會再繼續(xù)深究故障問題。也就是說，本次事故并未得到明確診斷，未找到故障成因，意味著這類故障下一次依然可能發(fā)生。因此，各電力企業(yè)要提高自身的診斷能力，不放過任何一次運行異常，堅持找到故障成因，既要治標(biāo)，又要治本。

4.2 診斷時的組織措施

維修人員必須具備較高的責(zé)任感，能夠在規(guī)范的操作標(biāo)準(zhǔn)下，有序完成診斷及處理工作。另外，在執(zhí)行診斷或維修工作時，相關(guān)人員必須具備安全意識及自我防護(hù)意識，任何一項電氣設(shè)備的診斷與維修工作中，必須確保現(xiàn)場至少有一人監(jiān)護(hù)、一人操作，不允許工作人員單人作業(yè)。

4.3 診斷時的技術(shù)措施

維修人員在診斷過程中，應(yīng)使用閉鎖裝置，確保電路在未斷開時，電路隔離開關(guān)閉合，避免電路接通時隔離開關(guān)無法關(guān)上。與此同時，必須關(guān)閉刀閘閉鎖裝置，避免檢修時誤觸電閘，突然為變電系統(tǒng)送電，威脅維修人員的人身安全。

5 結(jié)語

電力企業(yè)應(yīng)提前做好準(zhǔn)備工作，加強運行系統(tǒng)與電氣設(shè)備的監(jiān)控力度，確保能夠在第一時間發(fā)覺系統(tǒng)運行異常，并對設(shè)備運行的異常情況做出詳細(xì)、準(zhǔn)確的診斷，制定細(xì)致、合理的維修計劃，從而保障變電運行的安全性、有效性、穩(wěn)定性，更好地為國民供應(yīng)電能，并推動電力企業(yè)的長足發(fā)展。